1、合金元素對(duì)馬氏體鉻不銹鋼組織和性能的影響1.1鉻的影響鉻對(duì)鋼的組織結(jié)構(gòu)的影響鉻是鐵素體形成元素，足夠量的鉻可使鋼變成單一的鐵素體不銹鋼。馬氏體鉻不銹鋼中鉻與碳的交互作用使鋼在高溫時(shí)具有穩(wěn)定的相區(qū)或：+相區(qū)。鉻和碳相互制約關(guān)系見圖2-11和圖2-12。可見，為了使鋼在淬火時(shí)產(chǎn)生馬氏體相變， 鉻和碳之間存在著一個(gè)相互依存關(guān)系，碳使相區(qū)擴(kuò)大，而碳的溶解極限隨鉻量的提高而減少。圖2-13表明，在含碳0.6 %的鐵一鉻一碳合金中，鉻含量直達(dá) 18%，在高溫仍為純奧氏體組織；高于18% Cr,鋼中將由鐵素體和奧氏體兩相組織構(gòu)成；高于27%Cr的鋼將成為單一鐵素體組織。150Q130020%Cr009%*r

2、.C圖2-11鉻含量對(duì)單一的奧氏體相區(qū)和溶碳極限的影響1600滝相汝壬二Jr”00J200p looo H-Fe-Cr-C(C-0. 6)合金的奧氏秋相區(qū)-Fe-CrC fC O. 6) ty合金的奧氏體 嚴(yán)十鐵素體雙相區(qū)GOOF400合金的奧氏休相區(qū)200102030Ct.%圖2-12鉻對(duì)含C0.6%的Fe-Cr-C合金組織的影響鉻對(duì)淬透性的影響鉻提高鐵一碳合金的淬透性，在低合金結(jié)構(gòu)鋼中已廣泛采用。鉻的這種作用在于它降低了奧氏體向鐵素體和碳化物的轉(zhuǎn)變速度，使C曲線明顯右移，從而也降低了淬火的臨界冷卻速度，致使鋼的淬透性增加和獲得空淬效應(yīng)。 在馬氏體鉻 不銹鋼的鉻含量水平下，端淬試驗(yàn)表明.距水

3、冷端不同距離的硬度沒有出現(xiàn)變化， 見圖2-13。50硬度M-J1J1 - &0340100012.735.438.150.8 &報(bào) 5距水冷端距離,mm圖2-13 410型馬氏體不銹鋼端淬曲線鉻對(duì)物理性能的影響鉻增加鋼的晶格常數(shù)，鉻含量在 12%-25%范圍內(nèi).每增加1%Cr晶格常數(shù)大約增加1.5x10-4 A比體積，隨鉻量增加呈線性增加。鉻顯著降低Fe Cr合金的導(dǎo)熱系數(shù)但鉻含量12% 15%時(shí)，其降低速度迅速減少。此外，鉻還增加鋼的電阻，馬氏體鉻不銹鋼的電阻是普通鋼的4 6倍。鉻對(duì)力學(xué)性能的影響鉻對(duì)馬氏體格不銹鋼的力學(xué)性能的影響比較復(fù)雜. 在淬火和回火條件下，由 于鉻的增加使穩(wěn)定的鐵素體量

4、增加，因此降低了鋼的硬度和抗拉強(qiáng)度.見圖2-14 然而在退火條件下，對(duì)于低碳的鐵一鉻合金隨鉻含量的提高， 其強(qiáng)度和硬度隨之 增加，而伸長(zhǎng)率稍許下降。圖2-15為退火條件下、低碳(01% C)鉻鋼中的鉻含 量與力學(xué)性能之間的關(guān)系。圖2-15鉻含量對(duì)退火后的Fe-Cr合金力學(xué)性能的影響00&62432Ct.%O O圖2-14鉻含量對(duì)退火后的Fe-Cr耐大氣腐蝕的影響鉻對(duì)耐蝕性和抗氧化性能的影響鉻是目前使鋼鈍化并賦予良好耐蝕性和不銹性的唯一有工業(yè)使用價(jià)值的元 素。隨著鋼中鉻含量的增加，耐大氣腐蝕性能提高，引起耐蝕性突變的鉻含量約 12%、見圖216。在高溫H2S中，鉻的影響也遵循上述規(guī)律，見表 2-

5、1.在酸性 水溶液中，鉻對(duì)鋼的耐腐蝕性影響與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。 在氧化性介質(zhì)中，隨鉻含量 的提高，鋼的耐腐蝕性增加，這與鉻能促使生成一層鉻的氧化物保護(hù)膜有關(guān)，在稀硝酸中，鋼中的鉻含量在17%18時(shí)，能得到滿意的耐腐蝕性。在還原介質(zhì)中， 隨鉻含量的提高，鋼的耐腐蝕性下降。見圖2-17.鋼中鐫含量.厲蝕速度.rnm/a344 t 時(shí)5OQV 時(shí)56.102=495.0817,78123.31016.!712?5.08表2-1鉻鋼在100%H2介質(zhì)中的腐蝕速度圖2-17鉻含量對(duì)Fe-Cr合金在稀硫酸和稀硝酸中的耐腐蝕性的影響鉻對(duì)抗氧化性能的影響鉻提高了鋼的抗氧化性能、隨鋼中鉻含量的提高其抗氧化性能明顯提

6、高， 在 馬氏體鉻不銹鋼的鉻含量范國(guó)內(nèi)，鋼的抗氧化性能較普通碳鋼高 49倍.馬氏體 鉻不銹鋼的不起皮溫度約為700850C。1.2碳的影響 %圖2-18碳對(duì)含15.5%-16%Cr馬氏體鋼淬火硬度的影響在馬氏體鉻不銹鋼中，碳是除鉻外的另一重要元素。它是奧氏體形成元素，形成奧氏體的能力為鎳的30倍。為了使鋼具有不銹性所需的鉻含量約 12%對(duì)于鐵一鉻合金而言，這樣的鉻含量巳使 相區(qū)封閉，使鋼成為單一的鐵素體組織， 而不能用熱處理產(chǎn)生馬氏體相變。為了產(chǎn)生馬氏體相變，碳含量一般在0.1 %10% 間變動(dòng)，視鋼中的鉻含量而定。通常，低碳含量的鋼中鉻含量不能太高；隨著鋼 中碳含量增加，鉻含量可相應(yīng)提高。在

7、進(jìn)行合金成分設(shè)引時(shí)要允分考慮鉻、 碳兩 者的相互關(guān)系及碳的溶解極限（見圖 2-12 ）。在結(jié)定的鉻含量情況下，隨著鋼中的碳含量的提高.淬火后的硬度隨之提高， 見圖2-18。同時(shí)鋼的強(qiáng)度相應(yīng)提高，而塑性相應(yīng)降低。碳對(duì)鋼的耐蝕性是不利 國(guó)素，這是由于碳與鉻形成碳化物奪取了鋼中的鉻使鋼的耐蝕件下降。1.3鉬的影響9609加10001020祥火溫度丫匸圖2-19鉬對(duì)馬氏體不銹鋼在不同溫度淬火后硬度的影響鉬是鐵素體形成元素促進(jìn):相形成能力相當(dāng)于鉻。在馬氏體鉛不繡鋼中， 鉬除改善鋼的耐蝕性外，主要是提高鋼的強(qiáng)度和硬度以及增強(qiáng)二次硬化效應(yīng)，見圖2-19。根據(jù)鉻和碳對(duì)淬火馬氏體鉻不銹鋼硬度影響的相互制約關(guān)系。如果B鋼不含鉬，A